Điện toán biên: Hỗ trợ quá trình chuyển đổi kỹ thuật số của bạn

Điện toán biên là một hoạt động triển khai CNTT được thiết kế để đưa các ứng dụng và dữ liệu đến gần nhất có thể với người dùng hoặc “những thứ” cần chúng.

Điện toán biên rất cần thiết để giải quyết những thiếu sót trong các ứng dụng và dịch vụ dựa trên đám mây liên quan đến hiệu suất và yêu cầu quy định. Tóm lại, điện toán đám mây không phải lúc nào cũng đáp ứng được yêu cầu về thời gian phản hồi mà các ứng dụng trọng yếu yêu cầu. Các công ty phải đối mặt với các quy định của chính phủ về nơi lưu trữ dữ liệu cũng có thể nhận thấy điện toán đám mây không thể cung cấp loại lưu trữ cục bộ mà họ cần.

Đó là một vấn đề vì xu hướng số hóa để cải thiện hiệu quả và hiệu suất kinh doanh đang thúc đẩy nhu cầu về các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao nhất, đặc biệt là các ứng dụng Internet vạn vật (IoT). Các ứng dụng IoT thường yêu cầu nhiều băng thông, độ trễ thấp và hiệu suất đáng tin cậy đồng thờitrong khi vẫn đáp ứng các yêu cầu về quy định và tuân thủ, khiến chúng trở thành ứng cử viên điển hình cho biên mạng.

Mặc dù việc triển khai điện toán biên có thể có nhiều hình thức, chúng thường thuộc một trong ba loại:

1. Các thiết bị cục bộ phục vụ một mục đích cụ thể, chẳng hạn như thiết bị chạy hệ thống bảo mật của tòa nhà hoặc cổng lưu trữ đám mây tích hợp dịch vụ lưu trữ trực tuyến với các hệ thống tại cơ sở, tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền dữ liệu giữa chúng.
2. Các trung tâm dữ liệu nhỏ, cục bộ (1 đến 10 tủ rack) mang đến khả năng xử lý và lưu trữ đáng kể.
3. Các trung tâm dữ liệu khu vực có hơn 10 tủ rack phục vụ lượng người dùng cục bộ tương đối lớn.

Bất kể quy mô như thế nào, mỗi ví dụ về biên mạng đều quan trọng đối với doanh nghiệp, vì vậy việc tối đa hóa khả năng sẵn sàng là điều cần thiết.

Khi đó, điều quan trọng là các công ty phải xây dựng các trung tâm dữ liệu biên với sự quan tâm đến độ tin cậy và bảo mật như đối với một trung tâm dữ liệu tập trung, quy mô lớn. Trang web này nhằm cung cấp thông tin bạn cần để xây dựng các trung tâm dữ liệu biên hiệu suất cao, an toàn, đáng tin cậy và dễ quản lý, có thể giúp thúc đẩy quá trình chuyển đổi kỹ thuật số của tổ chức bạn.

IoT liên quan đến việc thu thập dữ liệu từ nhiều cảm biến và thiết bị khác nhau, đồng thời áp dụng thuật toán vào dữ liệu để thu thập thông tin chuyên sâu nhằm mang lại lợi ích kinh doanh. Các ngành khác nhau, từ sản xuất, phân phối điện, quản lý giao thông đến bán lẻ, y tế và thậm chí giáo dục đang sử dụng công nghệ này để cải thiện sự hài lòng của khách hàng, giảm chi phí, cải thiện bảo mật và vận hành, đồng thời làm phong phú trải nghiệm người dùng cuối, cùng một số lợi ích.

Ví dụ: một nhà bán lẻ có thể sử dụng dữ liệu từ các ứng dụng IoT để phục vụ khách hàng tốt hơn bằng cách dự đoán những gì họ có thể muốn dựa trên các lần mua hàng trước đây, giảm giá tại chỗ và cải thiện các nhóm dịch vụ khách hàng của riêng họ. Đối với môi trường công nghiệp, các ứng dụng IoT có thể được sử dụng để hỗ trợ các chương trình bảo trì phòng ngừa bằng cách cung cấp khả năng phát hiện khi hiệu suất của máy thay đổi so với đường cơ sở đã thiết lập, cho biết máy cần được bảo trì.

Danh sách các trường hợp sử dụng tiềm năng hầu như vô tận nhưng tất cả đều có một điểm chung: thu thập nhiều dữ liệu từ nhiều cảm biến và thiết bị thông minh và sử dụng dữ liệu đó để thúc đẩy cải tiến kinh doanh.

Nhiều ứng dụng IoT dựa vào tài nguyên dựa trên đám mây để có sức mạnh tính toán, lưu trữ dữ liệu và thông tin ứng dụng, giúp mang lại thông tin doanh nghiệp chuyên sâu. Tuy nhiên, việc gửi trực tiếp tất cả dữ liệu do cảm biến và thiết bị tạo ra lên đám mây thường không phải là giải pháp tối ưu vì những lý do thường liên quan đến băng thông, độ trễ và các yêu cầu quy định.

Băng thông
Khối lượng dữ liệu mà một số ứng dụng IoT tạo ra có thể đáng kinh ngạc, tương tự như chi phí liên quan đến việc gửi tất cả dữ liệu lên đám mây, khiến việc xử lý cục bộ trở nên thiết thực và kinh tế hơn. Nó cũng là một yếu tố kiểm soát cho bất kỳ ứng dụng nào yêu cầu truyền phát lượng lớn nội dung, bao gồm cả video độ phân giải cao có thể được sử dụng trong các ứng dụng thăm dò dầu khí.
Độ trễ
Một số ứng dụng yêu cầu độ trễ cực thấp, đó là thời gian để gói dữ liệu di chuyển đến đích và quay trở lại. Ví dụ, bất kỳ ứng dụng nào liên quan đến an toàn – chẳng hạn như ô tô không người lái, ứng dụng chăm sóc sức khỏe hoặc sàn nhà máy công nghiệp – đều yêu cầu thời gian phản hồi gần như tức thời. Các dịch vụ đám mây không tối ưu trong những trường hợp như vậy do độ trễ cố hữu trong quá trình truyền khứ hồi tới dịch vụ tập trung
Các yêu cầu quy định
Trong các ngành và khu vực được quản lý chặt chẽ (chẳng hạn như ở Châu Âu với Quy định chung về bảo vệ dữ liệu, GDPR), cách xử lý thông tin cá nhân được kiểm soát chặt chẽ, bao gồm cả nơi lưu trữ và cách truyền thông tin, dẫn đến nhu cầu về các trung tâm dữ liệu cục bộ.

Trong tất cả những trường hợp này cũng như nhiều trường hợp khác, việc triển khai các biên là rất quan trọng để giải quyết các vấn đề này.

Tất nhiên, tất cả CNTT đều nhằm giải quyết các yêu cầu kinh doanh và điện toán biên cũng không khác. Điện toán biên đang hỗ trợ các doanh nghiệp khi họ bắt tay vào chuyển đổi kỹ thuật số và sử dụng các ứng dụng IoT để cải thiện trải nghiệm của khách hàng và hiệu quả hoạt động cũng như phát triển các dòng doanh thu mới.

Khách hàng thấy các ví dụ về ứng dụng IoT xung quanh họ. Biển hiệu kỹ thuật số cải thiện trải nghiệm mua sắm và vận chuyển bán lẻ của họ. Nhân viên dịch vụ tại chỗ trong ngành công nghiệp sử dụng các ứng dụng thực tế tăng cường để giúp họ bảo trì máy móc và thiết bị phức tạp dễ dàng hơn. Giờ đây, bạn có thể thực hiện hầu hết các giao dịch ngân hàng từ điện thoại và theo dõi các thiết bị chăm sóc sức khỏe từ xa. Các ứng dụng IoT đang giúp cuộc sống của khách hàng trở nên dễ dàng hơn trong mọi hoạt động của cuộc sống.

Các ứng dụng IoT giúp cải thiện hiệu quả hoạt động trong các lĩnh vực như bảo trì dự đoán cho tất cả các loại máy móc và thiết bị, trong môi trường công nghiệp hoặc trung tâm dữ liệu, để khắc phục sự cố trước khi chúng gây ra thời gian ngừng hoạt động. Tính năng theo dõi Nhận dạng qua tần số vô tuyến (RFID) giúp các nhà bán lẻ quản lý hàng tồn kho và ngăn ngừa mất mát, đồng thời cho phép các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe theo dõi các thiết bị đắt tiền, chẳng hạn như máy tính trên xe đẩy hàng. Các thành phố sử dụng ứng dụng IoT để giám sát các giao lộ tấp nập và điều khiển đèn giao thông để giảm ùn tắc giao thông. Thật vậy, nâng cao hiệu quả vận hành có lẽ là lý do lớn nhất khiến các công ty triển khai ứng dụng IoT.

Các ngành hoàn toàn mới đang phát triển dựa trên công nghệ IoT. Uber và Lyft sẽ không thể tồn tại nếu không có nó, cũng như các dịch vụ cho thuê xe đạp và xe tay ga ngắn hạn. Các công ty hậu cần có thể cung cấp các dịch vụ mới dựa trên khả năng cung cấp trạng thái thời gian thực về vị trí của container và liệu hệ thống kiểm soát khí hậu có hoạt động tốt hay không. Các dịch vụ bảo trì dự báo có giá trị đối với khách hàng cũng mang lại doanh thu mới cho các nhà sản xuất và nhà cung cấp dịch vụ. Hiện nay có rất nhiều dịch vụ giám sát tại nhà dựa vào một loạt cảm biến và kết nối Internet. Các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe hiện có thể cung cấp dịch vụ “bệnh viện kỹ thuật số” bao gồm giám sát và phân tích thiết bị từ xa.

Bất kỳ công ty nào, trong bất kỳ ngành nào, đều có thể áp dụng công nghệ IoT và điện toán biên để phát triển các dòng doanh thu mới cũng như cải thiện trải nghiệm của khách hàng và hiệu quả vận hành. Nguyên tắc đằng sau các ứng dụng là như nhau, bất kể cách triển khai chính xác: thiết bị hoặc cảm biến ở một đầu gửi dữ liệu đến trung tâm dữ liệu biên để xử lý và có thể có một số phân tích, sau đó đến một ứng dụng tập trung hơn (thường trên đám mây) mang lại lợi ích đã hứa cho công ty.

Rõ ràng là một số ngành dọc đang nổi lên với tư cách là những tổ chức sớm áp dụng công nghệ IoT và triển khai các ứng dụng thành công. Những bài học họ đang học cũng áp dụng cho các ngành dọc khác, vì vậy, việc kiểm tra xem họ đã thành công ở đâu có thể giúp thúc đẩy ý tưởng cho các nhà lãnh đạo trong các ngành khác.

Tuy nhiên, để nhận ra những lợi ích mà ứng dụng IoT hứa hẹn, đòi hỏi các trung tâm dữ liệu biên phải có hiệu suất và độ tin cậy mà ứng dụng yêu cầu. Điều đó đặt ra một số thách thức, bởi vì các trung tâm dữ liệu biên có thể được đặt ở bất cứ đâu: trong tủ đấu dây hoặc phòng máy chủ, trong văn phòng có nhiều nhân viên, trong cơ sở bán lẻ có nhiều nhân viên và khách hàng hoặc trong môi trường ngoài trời khắc nghiệt.

Bất kể nó được đặt ở đâu, việc đảm bảo độ tin cậy và hiệu suất của các trung tâm dữ liệu biên đều liên quan đến việc giải quyết ba yêu cầu chính: quản lý từ xa, triển khai nhanh chóng và tiêu chuẩn hóa, và bảo mật vật lý.

Hầu hết các trung tâm dữ liệu biên đều có ít hoặc không có nhân viên CNTT tại chỗ để quản lý, cho dù đó là một cơ sở điều khiển từ xa, ngoài trời cho các ứng dụng IoT hay nhà bán lẻ với hàng trăm cửa hàng. Trong những trường hợp như vậy, khả năng quản lý và bảo trì từ xa các thành phần biên là rất quan trọng. Việc bảo trì cần phải có tính dự đoán và chủ động, để đảm bảo địa điểm không có thời gian ngừng hoạt động và giảm chi phí cuộc gọi dịch vụ. Nền tảng quản lý dựa trên đám mây tận dụng các ứng dụng phân tích thông minh có thể là một giải pháp hiệu quả.

Do số lượng lớn trung tâm dữ liệu biên mà nhiều tổ chức sắp có, điều quan trọng là chúng phải được cung cấp theo cách thức chuẩn hóa, có thể lặp lại và nhanh chóng. Giải pháp thay thế – một loạt hoạt động triển khai CNTT đặc biệt – tạo ra một kịch bản ác mộng về cả tốc độ triển khai và quản lý liên tục.

Giải pháp ở đây liên quan đến việc sử dụng kiến trúc tham chiếu để đảm bảo tính nhất quán trong mỗi lần triển khai biên. Những kiến ​​trúc như vậy xác định mức cơ bản của thiết bị và dịch vụ, đồng thời cho phép một số biến thể tùy thuộc vào yêu cầu của từng địa điểm. Thậm chí tốt hơn là nên có một số lượng thiết kế tham khảo hữu hạn để lựa chọn cho mỗi địa điểm nhằm đảm bảo tính nhất quán.

Các trung tâm dữ liệu vi mô theo mô-đun dựng sẵn thường là giải pháp tốt cho các trung tâm dữ liệu biên. Chúng bao gồm tất cả các cơ sở hạ tầng điện và làm mát cần thiết cũng như phần mềm quản lý. Tất cả đều được tích hợp sẵn và lắp đặt trong tủ rack hoặc tủ máy, sẵn sàng tiếp nhận thiết bị CNTT – thường được lắp đặt bởi nhà cung cấp giải pháp CNTT hoặc nhà tích hợp hệ thống. Một số trung tâm dữ liệu vi mô còn được chứng nhận bởi các nhà sản xuất thiết bị CNTT hội tụ và siêu hội tụ hàng đầu, giúp đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy tốt.

Các trung tâm dữ liệu biên có thể đặt trong phòng máy chủ và tủ thiết bị CNTT, dưới máy tính tiền hoặc bàn làm việc. Ngay cả khi chúng ở trong phòng riêng, nó có thể không được bảo mật. Điều này khiến cơ sở hạ tầng biên có nguy cơ bị hư hại do tai nạn, bị tấn công từ những kẻ bất chính có ý định gây hại, cũng như những nhân viên có ý định tốt nhưng đơn giản là không biết gì hơn.

Việc đảm bảo an ninh vật lý phù hợp, cần có ba thành phần:

Hệ thống giám sát không gian vật lý, sử dụng các cảm biến có thể báo cáo về mức nhiệt độ và độ ẩm, đồng thời phát hiện các thay đổi môi trường do hỏa hoạn, khói, lũ lụt hoặc những thứ tương tự.

Kiểm soát  không gian, để đảm bảo chỉ những nhân viên được phép mới có quyền truy cập vào cơ sở hạ tầng biên.

Giám sát môi trường bằng âm thanh và video, kèm theo tính năng ghi âm, để bạn có thể biết trực quan ai đang truy cập vào không gian biên.

Có lẽ không có gì đáng ngạc nhiên khi ba yếu tố đó được thể hiện rõ ràng trong số những người trả lời khảo sát của IDC* về những mối quan tâm hàng đầu đối với việc triển khai biên. Các vấn đề xung quanh bảo mật, giám sát và kiểm soát quyền truy cập vào không gian vật lý chiếm 5 trong số 6 mối quan tâm hàng đầu của hơn 200 người trả lời về điện toán biên.

Phó Chủ tịch phụ trách Điện toán biên & Chiến lược kênh cho Bộ phận Năng lượng An toàn của Schneider Electric

Jamie chịu trách nhiệm hỗ trợ chiến lược thương mại của Bộ phận Năng lượng An toàn và đảm bảo rằng Schneider Electric thích ứng với những diễn biến của thị trường liên quan đến Điện toán biên, IoT và các sự gián đoạn khác làm tăng tầm quan trọng của điện toán cục bộ đối với khách hàng trên tất cả các phân khúc thương mại và công nghiệp. Với sự nghiệp toàn cầu về Chiến lược Kênh CNTT, Hoạt động Bán hàng và Quản lý Sản phẩm, Jamie mang đến một bộ năng lực độc đáo cần thiết trong việc đánh giá và giải quyết những gián đoạn hiện tại trên thị trường.